表面纳米气泡是瞬态结构还是热力学稳定结构?这个问题一直存在争议,直到最近,气体纳米气泡在固液界面的稳定性在封闭系统中得到证明时,证明了如果气体量有限,半径为数百纳米的气泡可以在适度的过饱和度下稳定存在。布宜诺斯艾利斯大学Esteban D. Gadea对气泡形成进行了一个宏大的规范描述,并预测当纳米气泡被固定在小到几纳米的疏水性载体上时,纳米气泡可以在高过饱和度的开放边界中成核并保持热力学稳定。
本文要点
(1)虽然较大的气泡在较低的过饱和度下也可以是稳定的,但相应的势垒在kT以上的数量级,这意味着它们的形成不能通过均匀固体界面上的非均匀成核进行,而是必须遵循一些替代路径。
(2)此外,研究还得出结论,生长限制机制,如钉扎或气体可用性,对于表面气泡的热力学稳定是必要的。
Esteban D. Gadea, et al. Nanobubble Stability and Formation on Solid–Liquid Interfaces in Open Environments. Nano Letters. 2023
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02261
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c02261